მიკროსქემის დაფის სისტემის ურთიერთდაკავშირება მოიცავს ჩიპ-მიკროსქემის დაფას, შიგნით PCB და ერთმანეთთან დაკავშირება PCB და გარე მოწყობილობებს შორის. RF დიზაინში, ელექტრომაგნიტური მახასიათებლები ურთიერთდაკავშირების წერტილში არის ერთ -ერთი მთავარი პრობლემა, რომელსაც აწყდება საინჟინრო დიზაინი. ეს ნაშრომი წარმოგიდგენთ ზემოაღნიშნული სამი სახის ურთიერთდაკავშირების დიზაინის სხვადასხვა ტექნიკას, მათ შორის მოწყობილობის დამონტაჟების მეთოდებს, გაყვანილობის იზოლაციას და ტყვიის ინდუქციის შემცირების ზომებს.

არსებობს ნიშნები, რომ დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფები შემუშავებულია სიხშირით. მონაცემთა განაკვეთების ზრდასთან ერთად, მონაცემთა გადაცემისათვის საჭირო გამტარუნარიანობა ასევე სიგნალის სიხშირის ზღვარს 1 გიგაჰერცამდე ან უფრო მაღლა აყენებს. ეს მაღალი სიხშირის სიგნალის ტექნოლოგია, თუმცა ბევრად აღემატება მილიმეტრული ტალღის ტექნოლოგიას (30 GHz), მაგრამ მოიცავს RF და დაბალი დონის მიკროტალღურ ტექნოლოგიას.

RF საინჟინრო დიზაინის მეთოდებს უნდა შეეძლოთ გაუმკლავდეს ელექტრომაგნიტური ველის უფრო ძლიერ ეფექტებს, რომლებიც ჩვეულებრივ წარმოიქმნება უფრო მაღალ სიხშირეებზე. ამ ელექტრომაგნიტურმა ველებმა შეიძლება გამოიწვიოს სიგნალები მიმდებარე სიგნალის ხაზებზე ან PCB ხაზებზე, რამაც გამოიწვია არასასურველი შეჯვარება (ჩარევა და მთლიანი ხმაური) და ზიანი მიაყენა სისტემის მუშაობას. უკანა დაკარგვა ძირითადად გამოწვეულია წინაღობის შეუსაბამობით, რაც სიგნალზე იგივე გავლენას ახდენს, როგორც დამატებითი ხმაური და ჩარევა.

მაღალი ანაზღაურების ზარალს აქვს ორი უარყოფითი ეფექტი: 1. სიგნალის წყაროსთან ასახული სიგნალი გაზრდის სისტემის ხმაურს, რაც მიმღებს გაუძნელებს სიგნალისგან ხმაურის გარჩევას; 2 2. ნებისმიერი ასახული სიგნალი არსებითად შეამცირებს სიგნალის ხარისხს, რადგან იცვლება შეყვანის სიგნალის ფორმა.

მიუხედავად იმისა, რომ ციფრული სისტემები ძალიან მდგრადია ხარვეზების მიმართ, რადგან ისინი მხოლოდ 1 და 0 სიგნალებს ეხება, ჰარმონიკა, რომელიც წარმოიქმნება პულსის მაღალი სიჩქარით მომატებისას, იწვევს სიგნალის უფრო სუსტს უფრო მაღალ სიხშირეებზე. მიუხედავად იმისა, რომ შეცდომების შემდგომ კორექციას შეუძლია გარკვეული უარყოფითი ეფექტების აღმოფხვრა, სისტემის გამტარუნარიანობის ნაწილი გამოიყენება ზედმეტი მონაცემების გადასაცემად, რაც იწვევს შესრულების დეგრადაციას. უკეთესი გამოსავალი არის RF ეფექტების ქონა, რაც ხელს უწყობს ვიდრე სიგნალის მთლიანობას. მიზანშეწონილია, რომ მთლიანი ანაზღაურების ზარალი ციფრული სისტემის ყველაზე მაღალ სიხშირეზე (ჩვეულებრივ, მონაცემთა სუსტი წერტილი) იყოს -25 დბ, რაც ექვივალენტია VSWR 1.1 -ის.

PCB დიზაინი მიზნად ისახავს იყოს უფრო პატარა, სწრაფი და ნაკლებად ძვირი. RF PCBS– სთვის, მაღალი სიჩქარის სიგნალები ზოგჯერ ზღუდავს PCB დიზაინის მინიატურაციას. ამჟამად, ჯვარედინი საუბრის პრობლემის გადაჭრის ძირითადი მეთოდი არის მიწის მართვა, გაყვანილობას შორის მანძილი და ტყვიის ინდუქტიურობის შემცირება. დაბრუნების ზარალის შესამცირებლად მთავარი მეთოდი არის წინაღობის შესატყვისობა. ეს მეთოდი მოიცავს საიზოლაციო მასალების ეფექტურ მენეჯმენტს და აქტიური სიგნალის ხაზების და მიწის ხაზების იზოლაციას, განსაკუთრებით სიგნალის ხაზისა და გრუნტის მდგომარეობას შორის.

იმის გამო, რომ ურთიერთდაკავშირება არის ყველაზე სუსტი რგოლი წრიულ ჯაჭვში, RF დიზაინში, ურთიერთდაკავშირების წერტილის ელექტრომაგნიტური თვისებები არის მთავარი პრობლემა, რომელიც დგას საინჟინრო დიზაინის წინაშე, თითოეული ინტერკონექციის წერტილი უნდა გამოიძიოს და არსებული პრობლემები მოგვარდეს. მიკროსქემის დაფის ურთიერთდაკავშირება მოიცავს ჩიპ-მიკროსქემის დაფის ურთიერთკავშირს, PCB- ის კავშირს და სიგნალის შეყვანის/გამომავალი ურთიერთკავშირს PCB- სა და გარე მოწყობილობებს შორის.

ჩიპსა და PCB დაფას შორის კავშირი

PenTIum IV და მაღალსიჩქარიანი ჩიპები, რომლებიც შეიცავს დიდი რაოდენობის შეყვანის/გამომავალი კავშირებს, უკვე ხელმისაწვდომია. რაც შეეხება თავად ჩიპს, მისი შესრულება საიმედოა და დამუშავების სიჩქარემ მიაღწია 1 გჰც -ს. GHz Interconnect სიმპოზიუმის ერთ-ერთი ყველაზე ამაღელვებელი ასპექტი (www.az.ww. Com) არის ის, რომ კარგად არის ცნობილი I/O მოცულობისა და სიხშირის გამკლავებისადმი მიდგომები. ჩიპსა და PCB- ს შორის ურთიერთკავშირის მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ურთიერთკავშირის სიმკვრივე ძალიან მაღალია. წარმოდგენილი იყო ინოვაციური გადაწყვეტა, რომელიც იყენებს ადგილობრივ უკაბელო გადამცემს ჩიპის შიგნით მონაცემების გადასაცემად ახლომდებარე მიკროსქემის დაფაზე.

მუშაობს თუ არა ეს გამოსავალი, დამსწრეებისთვის ცხადი იყო, რომ IC დიზაინის ტექნოლოგია ბევრად წინ უსწრებს PCB დიზაინის ტექნოლოგიას hf პროგრამებისთვის.

PCB კავშირი

Hf PCB დიზაინის ტექნიკა და მეთოდები შემდეგია:

1. გადამცემი ხაზის კუთხისთვის 45 ° -იანი კუთხე უნდა იქნას გამოყენებული დასაბრუნებელი ზარალის შესამცირებლად (სურ. 1);

2 საიზოლაციო მუდმივი მნიშვნელობა მკაცრად კონტროლირებადი მაღალი ხარისხის საიზოლაციო მიკროსქემის დონის მიხედვით. ეს მეთოდი სასარგებლოა ელექტრომაგნიტური ველის ეფექტური მართვისთვის საიზოლაციო მასალასა და მიმდებარე გაყვანილობას შორის.

3. PCB დიზაინის სპეციფიკაციები მაღალი სიზუსტის გრავირებისათვის უნდა გაუმჯობესდეს. განიხილეთ ხაზის მთლიანი სიგანის შეცდომა +/- 0.0007 ინჩი, გაყვანილობის ფორმების ქვედა და განივი მონაკვეთების მართვა და გაყვანილობის გვერდითი კედლის მოპირკეთების პირობების დაზუსტება. გაყვანილობის (მავთულის) გეომეტრიისა და საფარის ზედაპირების საერთო მართვა მნიშვნელოვანია მიკროტალღოვანი სიხშირეებთან დაკავშირებული კანის ეფექტების აღმოსაფხვრელად და ამ მახასიათებლების განსახორციელებლად.

4. წინდახედულ ლიდერებში არის სტეპის ინდუქტიურობა. მოერიდეთ კომპონენტების გამოყენებას ტყვიით. მაღალი სიხშირის გარემოსთვის უმჯობესია გამოიყენოთ ზედაპირზე დამონტაჟებული კომპონენტები.

5. სიგნალისთვის ხვრელების მეშვეობით, მოერიდეთ მგრძნობიარე ფირფიტაზე PTH პროცესის გამოყენებას, რადგან ამ პროცესმა შეიძლება გამოიწვიოს ტყვიის ინდუქცია ხვრელში.

6. უზრუნველყოს უხვი მიწის ფენები. ჩამოსხმული ხვრელები გამოიყენება ამ დამიწების ფენების დასაკავშირებლად, რათა თავიდან იქნას აცილებული 3d ელექტრომაგნიტური ველები, რომ არ იმოქმედონ მიკროსქემის დაფაზე.

7. არაელექტროლიზის ნიკელის მოოქროვების ან ჩაძირვის ოქროზე გადასარჩენად, არ გამოიყენოთ HASL დაფარვის მეთოდი. ეს დაფარული ზედაპირი უზრუნველყოფს კანის უკეთეს ეფექტს მაღალი სიხშირის დენებისთვის (სურათი 2). გარდა ამისა, ეს ძალიან შედუღებული საფარი მოითხოვს ნაკლებ ლიდერობას, რაც ხელს უწყობს გარემოს დაბინძურების შემცირებას.

8. Solder წინააღმდეგობის ფენის შეუძლია ხელი შეუშალოს solder პასტა ნაკადის. თუმცა, სისქის გაურკვევლობის და იზოლაციის უცნობი შესრულების გამო, ფირფიტის მთლიანი ზედაპირის შედუღება გამძლეობის მასალით გამოიწვევს ელექტრომაგნიტური ენერგიის დიდ ცვლილებას მიკროსტრიპის დიზაინში. საერთოდ, გამწოვი კაშხალი გამოიყენება როგორც შედუღების წინააღმდეგობის ფენა.

თუ თქვენ არ იცნობთ ამ მეთოდებს, მიმართეთ გამოცდილ დიზაინერ ინჟინერს, რომელიც მუშაობდა მიკროტალღოვანი მიკროსქემის დაფაზე სამხედროებისთვის. თქვენ ასევე შეგიძლიათ განიხილოთ მათთან, თუ რა ფასის დიაპაზონი გაქვთ. მაგალითად, უფრო ეკონომიურია სპილენძის საყრდენი კოპლანარული მიკროსტრიპის დიზაინის გამოყენება, ვიდრე ზოლის დიზაინი. განიხილეთ ეს მათთან უკეთესი იდეის მისაღებად. კარგი ინჟინრები შეიძლება არ იყვნენ მიჩვეულნი ღირებულების გააზრებაზე, მაგრამ მათი რჩევა შეიძლება საკმაოდ დამხმარე იყოს. გრძელვადიანი სამუშაო იქნება ახალგაზრდა ინჟინრების მომზადება, რომლებიც არ იცნობენ RF ეფექტებს და არ გააჩნიათ გამოცდილება RF ეფექტებთან მუშაობისას.

გარდა ამისა, შესაძლებელია სხვა გადაწყვეტილებების მიღება, როგორიცაა კომპიუტერის მოდელის გაუმჯობესება, რათა შეძლონ RF ეფექტების დამუშავება.

PCB დაკავშირება გარე მოწყობილობებთან

ახლა შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ჩვენ მოვაგვარეთ სიგნალის მართვის ყველა პრობლემა დაფაზე და ცალკეული კომპონენტების ურთიერთკავშირებზე. მაშ, როგორ გადაჭრით სიგნალის შეყვანის/გამოსვლის პრობლემას მიკროსქემის დაფიდან დისტანციური მოწყობილობის დამაკავშირებელ მავთულზე? Trompeter Electronics, კოაქსიალური საკაბელო ტექნოლოგიის ინოვატორი, მუშაობს ამ პრობლემაზე და მიაღწია მნიშვნელოვან პროგრესს (სურათი 3). ასევე, გადახედეთ ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში 4 ნაჩვენებ ელექტრომაგნიტურ ველს. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვმართავთ მიკროსტრიპიდან კოაქსიალურ კაბელზე გადაყვანას. კოაქსიალურ კაბელებში, მიწის ფენები რგოლებად არის გადახლართული და თანაბრად არის დაშორებული. მიკრობელტებში დამიწების ფენა აქტიური ხაზის ქვემოთ არის. ეს წარმოგიდგენთ გარკვეულ ეფექტებს, რომლებიც უნდა იქნას გაგებული, პროგნოზირებული და გათვალისწინებული დიზაინის დროს. რასაკვირველია, ამ შეუსაბამობამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს უკანა დაკარგვა და უნდა შემცირდეს ხმაურისა და სიგნალის ჩარევის თავიდან ასაცილებლად.

შიდა წინაღობის პრობლემის მართვა არ არის ისეთი დიზაინის პრობლემა, რომლის იგნორირებაც შეიძლება. წინაღობა იწყება მიკროსქემის ზედაპირზე, გადის შედუღებამდე სახსარში და მთავრდება კოაქსიალური კაბელით. რადგან წინაღობა იცვლება სიხშირის მიხედვით, რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო რთულია წინაღობის მართვა. უფრო მაღალი სიხშირის გამოყენების პრობლემა ფართოზოლოვანზე სიგნალების გადასაცემად, როგორც ჩანს, მთავარი დიზაინის პრობლემაა.

ეს ნაშრომი აჯამებს

PCB პლატფორმის ტექნოლოგიას სჭირდება მუდმივი გაუმჯობესება IC დიზაინერების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. Hf სიგნალის მენეჯმენტი PCB დიზაინში და სიგნალის შეყვანა/გამომავალი მართვა PCB დაფაზე საჭიროებს უწყვეტ გაუმჯობესებას. როგორიც არ უნდა იყოს საინტერესო ინოვაციები, მე ვფიქრობ, რომ გამტარუნარიანობა სულ უფრო და უფრო იზრდება და მაღალი სიხშირის სიგნალების გამოყენება ამ ზრდის საწინდარი იქნება.